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開講啦張雙南演講稿:我們為什麼缺少科學精神

我今天想給大家分享的主題就是科學,因為科學的知識大部分是從書本上來的。一本和科學有關的書,對我來講具有特別意義的這一本書,是諾貝爾獎獲得者史蒂文·溫伯格所寫的《最初三分鐘》。這本書其實是他拿諾貝爾獎之前三年寫的,所以寫科普書一個好處,就是很可能三年之後,你就獲得諾貝爾獎了。我是在八十年代末那個時期讀到這本書的,那時候我已經做研究生了,那本書給我一個非常大的震撼,是什麼呢?仰望星空,看到有非常非常多的星星,那么這些物質是哪裡來的?宇宙是怎么起源的?這也是哲學家們問了兩千多年的問題。在這本書裡面,他講到物理學家、科學家現在有一個理論叫大爆炸理論,得到了實驗和觀測的驗證,這個理論說,在宇宙大爆炸之後,僅僅三分鐘的時間裡面,就形成了後來形成恆星的這些物質。所以哲學家們問了兩千多年,但是沒有答案的一個問題,宇宙的起源是什麼,物理學家和科學家就這么簡單地回答了。這對我來講是個巨大地震撼,科學的威力就這么大,它可以解決我們哲學家們,我們人類一直想找到的問題的答案。

所以1984年從清華大學畢業,我覺得我書讀得顯然不夠多,那么怎么辦?在科學院讀了兩年的研究生,我覺得我書讀得還是不夠多,知道的東西還是很少,我出國留學,到英國去讀書,我到英國才發現,我書讀得真的是不夠多。為什麼呢?在我和我的同事們一起討論我們的研究的時候,他們經常問一個問題,他說:“What’s the science of it(這裡面有什麼科學原理)?”就說你做的這個研究,或者我們討論的問題,裡面的科學是什麼,問這個問題。每次聽到這個問題,我都一臉茫然,我知道什麼是天文,我知道什麼是物理,我也知道什麼是化學,生物,我都知道,我就是不知道科學是什麼。這讓我想起來,我讀了這么多年的書,國小、國中、高中、大學、研究生,然後一直到英國留學,竟然從來沒有人,從來沒有老師,教過我什麼是科學,我學的都是科學知識,我學了很多,從來沒有人告訴過我,科學精神是什麼,科學方法是什麼,一直都不知道。

我給大家講兩個故事,一個是跟孔子有關的,叫作兩小兒辯日。這兩個小孩兒在那吵架,孔子發現了,孔子好奇心很強嘛,看看這倆小孩兒在幹啥,發現一個小孩兒說,孔先生您是個聖人,您什麼事情都知道,我們兩個現在吵架,吵不出結果來,您給判一判。一個小孩兒說,肯定是早晨的時候太陽離我們近啊,為什麼呢,早晨太陽看起來很大,那大嘛表明是離我們近;另外一個小孩兒說,胡扯八道,早晨的時候特別地涼,中午的時候很熱,那熱顯然是離我們近嘛,但是看起來小一些。孔子一想這玩意兒麻煩了呀,早晨時候,那個又大又涼,這個又熱又小,到底什麼時候近。所以孔子說,我不知道這個答案是什麼。所以這個故事到這兒,是怎么結束的呢?兩個小孩兒就嘲笑孔子說,哈哈哈,原來你並不比我們知道得多。但事實上,到底是太陽早晨離我們近,還是中午離我們近,必定只有一個答案。當然我們今天知道一樣近,對不對。為什麼早晨涼,但看起來大呢?為什麼中午看起來小,但是很熱呢?這裡面有大氣科學問題,有測量學的問題,有傳熱學的問題,各種各樣一系列的問題。但是兩千多年來,我們沒有去刨根問底,追問背後的道理,到底是什麼。這是典型的,以詭辯代替刨根問底,以贏得辯論代替追求真理。

第二個故事其實更加膾炙人口,就是杞人憂天。杞國有一個人,他整天擔心,這個氣為什麼不塌下來把他給砸死,天上的星星啊、太陽啊、月亮啊,為什麼不掉下來把他給砸死,腳下的這個地,是不是不結實,會不會把他給掉下去了,那不就活不成了嘛,天天擔心這些問題,所以寢食不安。他有一個朋友開導他,他說,你這個人真是沒事找事,你看這個氣就是氣嘛,你天天在裡面呼吸,在裡面行走很自如,呼吸自如,行走自如,它顯然不會塌下來,所以它不會塌下來。那行吧,氣不塌下來,那天上的星星為啥不掉下來呢?然後他這位朋友又開導他,應對如流說,這個星星啊,這些東西就是光,光怎么會掉下來呢?就是光掉下來,砸著你也沒事啊,對不對,說了沒事了。他又說,那地要是萬一陷下去怎么辦?他說你看,你跺一跺腳,這個地就是一大塊東西,結實得不得了,你不可能掉下去。所以結論就是說,因為天不塌,所以天不塌,因為地不陷,所以地不陷,不要擔心。

這位朋友一聽,哈哈,沒事了。所以咱們這個故事到此就結束了。但事實上為什麼氣不塌下來?為什麼星星在天上跑而不掉下來?西方人追問這個問題,產生出來了牛頓力學對不對,我們不追問這個問題,我們認為這個問題是無稽之談。這些問題都是嚴肅的天文學問題、力學問題、大氣科學問題、地球科學問題,一系列的科學問題。兩千多年來一直到今天,我們都還用杞人憂天這個成語來嘲笑異想天開,不切實際的人。所以這個故事又告訴了我們什麼?以自圓其說代替刨根問底,因為不塌所以不塌,因為不陷所以不陷,以實用主義代替追求真理,既然沒塌下去,為什麼擔心塌下去呢。大家想一想,在我們的日常生活中,是不是經常有這樣的事情?

為什麼會出現這種問題?這和一個科學史上非常有名的問題是有關係的,這個問題叫作李約瑟難題。李約瑟是英國的一個學者,歷史學家,他研究中國的科技史得到了一個結論,中國古代的文化和技術都比西方要先進,而且先進得很多,但是科學不是在中國產生的,他問為什麼?

我們經常講,我們中國古代有輝煌的科技成就,例子,古代的四大科技發明,這四件中國古代的輝煌的成就全部都是技術,沒有任何科學。我們沒有刨根問底,追問這些技術背後的道理是什麼。你如果要追問的話,指南針背後的科學,背後的道理是什麼?電磁學呀;造紙術背後的道理是什麼?化學呀;活字印刷術背後的道理是什麼?自動化科學呀;火藥是什麼?化學呀。如果我們追問這背後的道理,把它搞清楚,我們中國的科學早就領先了,落後的技術給我們中國帶來的是什麼,我想我們大家都是知道的。這也是我們對科學和技術不能夠區分的一個例子,我們認為好的東西,就是科學的東西,但我們並沒有真的知道,科學到底是什麼。

幾年前,當普京還是俄羅斯總理的時候,俄羅斯跟德國在合作研製一個天文衛星,這個項目它的科學的目標就是想理解暗能量是什麼。普京聽了這個匯報之後說,講得非常地好,這個項目看來挺有意義的,但是我有兩個問題,我想請教各位科學家,第一,暗能量有沒有用?第二,暗能量是不是危險?他想知道這兩個問題,因為花很多錢嘛。俄羅斯科學家一臉蒙,不知道怎么回答,德國科學家說,這個問題好回答,他說總理先生,如果一百年前我們問愛因斯坦相對論有沒有用,相對論危險不危險,愛因斯坦的回答,就像上次王所長在這個地方對所有問題的回答一樣,三個字——不知道!為什麼回答不知道呢?回答不知道的原因是這樣,科學研究我們關注的是科學規律,愛因斯坦也不知道,但是一百年之後,我們看看相對論有沒有用,危險不危險。核電站所基於的原理,相對論,我們都要到醫院裡面,經常啊,希望大家不要去,但是大家還是有機會去的,X射線的檢查,還有CT的檢查等等,我們經常都要用的加速器,加速器基於的原理,狹義相對論。所以我們在這個地方看到,相對論很有用,危險不危險,危險得一塌糊塗,核子彈、氫彈的原理,就是相對論。暗能量,我們今天絕對不知道它有沒有用,危險不危險,一百年之後是怎么樣,也沒有人知道,也可能很有用,但是用在哪,不可能知道,也可能很危險,怎么危險可能也不知道,這就是科學。科學所關注的是研究科學規律,發現科學規律。

到底什麼是科學?科學簡單地來講,就是刨根問底四個字。科學本身還有三個性質,我把它叫作科學的三個要素,記筆記的趕緊記下來,一會兒說不定要考你們啊。第一個要素,科學的目的,發現規律。可以是自然界的規律,也可以是人的行為的規律,可以是社會活動的規律,可以是經濟學的規律,都可以,只要是發現規律為目的的,這就可能是科學,但不一定就要是科學。科學的第二個要素是科學的精神。

科學的精神有三條:質疑、獨立、唯一。質疑指的是什麼事情?有地心說,大家一再質疑,你到底對不對啊,和觀測結果能不能對得上啊,有了日心說,克卜勒還在質疑,你這個圓軌道對不對呀,你到底和天文觀測能不能結合上啊,有了克卜勒定律,牛頓還不滿足,為什麼有克卜勒定律呀,不斷地質疑。科學精神的第二個是獨立。獨立的意思是說,不管誰做這個科學研究,美國人做,英國人做,中國人做,只要做對了,結果都是一樣的。唯一是說,最後你追求的科學規律是唯一的,即使牛頓不發現牛頓萬有引力定律,如果我們等的時間足夠長,也可能小撒會發現,叫作小撒萬有引力定律,但是是一樣的,無非是早晚而已,不同人發現的,所以這個都是一樣的,這是它的唯一性。那么科學還有方法:邏輯化、定量化和實證化。邏輯化就是你可以根據一些公理假設,按照你的邏輯往下走,就叫邏輯化。定量化就是你要能夠做計算,這個使用的是數學工具。第三條是實證化,你需要做觀測、做實驗才可以發展科學。所以科學有三個要素,有科學的目的,科學的精神,科學的方法。

我們國家是航天科技的大國,去年我們的發射的次數,跟美國是持平的,但是我們如果數一數,我們在天上的,比如說天上的做科學研究的衛星的話,我們占的比例非常小。但是好的地方在於,現在我們國家逐漸地認識到了科學的作用。習總書記提出來,空間技術、空間套用和空間科學要同步發展。所以在今後的一段時間裡面,我相信我們在使用我們先進的航天技術做科學的探索,來探索宇宙、認識宇宙裡面的科學規律,在這件事情,應該會做得越來越多。這實際上也是我本人,十幾年前回國的一個原因。我覺得中國的未來,肯定會給我們提供越來越多的機會。我的演講就到這裡,謝謝大家。

開講啦張雙南演講要點】:

1、這對我來講是個巨大地震撼,科學的威力就這么大,它可以解決我們哲學家們,我們人類一直想找到的問題的答案。

2、從來沒有人告訴過我,科學精神是什麼,科學方法是什麼,一直都不知道。

3、兩個故事告訴我們科學就是要刨根問底!

4、我國古代的四大發明全部都是技術,沒有任何科學。

5、科學所關注的是研究科學規律,發現科學規律。

6、科學有三個要素,科學的目的,科學的精神,科學的方法。

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